Ingeniería Energética General
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Calculadores energéticos y artículos sobre el uso de la energía, su eficiencia e impacto sobre el medio ambente. Aplicaciones prácticas
Biblioteca - ISSN 2326-6880
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Generadores de Vapor. Pérdidas en purgas.

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Pérdidas por purgas o extracciones de fondo en un Generador de Vapor.
Agradeceremos nos haga llegar su opinión sobre el uso de este procesador y si le ha sido útil su contenido

La documentación técnica sobre energía se publica en diferentes formatos como son Artículos, Calculadores, Instructivos.

Los principales objetivos que se persiguen son:

Potenciar la participación masiva de personas interesadas que necesitan documentarse para hacerlo.
Facilitar la información en cifras y la aplicación de soluciones a los sistemas y equipos energéticos, de manera rápida y precisa
Publicar información práctica y programar herramientas de cálculo, partiendo de la experiencia de trabajos energéticos realizados en la industria y los servicios, que agilicen y promuevan soluciones energéticas.
Incentivar soluciones personalizadas que optimicen el tiempo y reporten resultados eficientes y rentables.
Agrégale valor a tus conocimientos y experiencia
Calidad de la Energía
Objetivos.

Para realizar este procedimiento de cálculo se ha diseñado un procesador, que se compone de varios bloques que interactúan entre sí y se ha redactado una breve información de las bases técnicas utilizadas:
Formulario de Registro
Panel que confirma que los registros son correctos.
Panel de resultados
¿Que son las extracciones en una caldera (purgas)?
¿Cómo calcular el calor perdido por purgas o extracciones de caldera?

¿Que son las extracciones en una caldera (purgas)?

Es necesario regularmente purgar las calderas para eliminar el exceso de sales disueltas y mantener la concentración adecuada en el interior de las mismas, evitándose de esta forma las incrustaciones en los tubos y placas en el lado de agua y la formación de espumas, así como los arrastres por el vapor.

El control adecuado de la purga es un aspecto muy importante en la operación de una caldera. Una purga insuficiente puede ser la causa de incrustaciones y arrastres, mientras que una purga excesiva produce un gasto extra de agua caliente, calor y productos químicos. Acompañando al agua caliente purgada, sale al exterior la energía contenida en ella. Esta energía puede ser o no re utilizada.

Para evitar estas pérdidas innecesarias de calor, agua y productos químicos, el nivel de purgas debe ser tan bajo como sea posible, compatible con un nivel aceptable de sólidos disueltos. Hay que tener en cuenta que el calor perdido por purgas puede recuperarse en parte ya que si las extracciones son altas puede considerarse e incluirse en el sistema un recuperador de calor o un mejor tratamiento químico del agua. Existen normas que establecen el nivel de concentración salina de sustancias disueltas en el agua de la caldera. En la Tabla siguiente se incluye la norma UNE-9075/85 que indica las características límites admisibles del agua en el interior de la caldera. Esta norma debe ser seguida y controlada por el operador.

Si se purga en exceso entonces la concentración es inferior a la establecida por la norma y el inconveniente es que se tendrán unas pérdidas de calor superiores a las normales, se requerirá más agua de reposición, se gastará más energía de bombeo y mayor consumo de reactivos químicos. Por eso se instalan en las calderas los sistemas automáticos de purgas continuas, que midiendo la concentración salina regulan la cantidad de purga y mantienen el nivel de sales disueltas en el valor normado. Hay 3 tipos de extracciones o purgas en las calderas.
a) Purgas o extracciones de fondo, que drenan el agua del fondo del domo o cuerpo de evaporación de la caldera, por donde se elimina principalmente el lodo o fango.
b) La extracción superficial, para eliminar del agua el exceso de sales perjudiciales. Generalmente se instala una purga continua de agua.
c) Purga de los indicadores de nivel

Las purgas o extracciones de fondo son generalmente intermitentes. Al abrir una válvula de cierre rápido, sale bruscamente el agua de la caldera y en la impulsión producida, se extraen los fangos depositados en el fondo que a su vez son expulsados. El tiempo de duración de las purgas de fondos, es casi instantáneo, menos de 5 segundos. La presión y la cantidad de agua en la caldera permanecen casi invariables.

Las purgas superficiales como ya expresamos, se suelen realizar de manera continua.

Las extracciones en los indicadores de nivel cumplen más bien una tarea de seguridad operacional que una función de mantener en el agua de la caldera la concentración de sales perjudiciales en los valores normados, pues es imprescindible para el buen funcionamiento de los indicadores de nivel que sus conductos estén totalmente libre de suciedades e incrustaciones.

¿Como calcular el calor perdido por purgas o extracciones de caldera?

Si conocemos la cantidad de agua (en lb) que se extrae en la purga continua y la entalpía del agua (en Btu/lb) dentro del domo o cuerpo de la caldera, se puede determinar el calor perdido por purgas en un periodo de tiempo dado. Este calor se puede relacionar con el Poder Calórico Neto del combustible (pcn), y calcular el porciento de pérdida por este concepto.

Lo más difícil parece ser determinar la cantidad de agua horaria que se extrae en la purga continua. Hay varios caminos que pueden ser empleados. El principal método empleado es metrar el agua que se purga, colocando en el sistema un metro integrador y así obtener una cifra con buena exactitud. Durante las purgas instantáneas, también se puede estimar la cantidad de agua que se pierde, relacionando el nivel de líquido dentro del domo antes y después de la extracción, con la diferencia de altura del nivel en el indicador externo. Conocido el diámetro del domo o del cuerpo de la caldera y la altura máxima del agua dentro de éste, se puede estimar geométricamente para cada diferencia de altura del nivel de líquido, la cantidad de agua que se purga y calibrar así el indicador de nivel. Entonces observando la disminución del nivel en el indicador externo se estima la cantidad de agua que se ha purgado.

El procesador considera que se conoce la cantidad de agua que se pierde en las extracciones contínua y la extracción instantánea o de fondo. También toma en cuenta que se conoce el Poder Calórico Neto del combustible que se quema. El Poder Calórico Neto puede ser calculado empleando uno de los procesadores anteriores, que forman parte del sistema de Eficiencia Vapor de Agua. Ya se ha explicado anteriormente sobre las ventajas y utilidades del uso de estos calculadores.

Concentración salina del agua dentro de la caldera. Norma UNE-9075/85
Tipo caldera Presión, lb/plg2 (a) CO3Ca, mg/l SiO2, mg/l Sol. Susp., mg/l Cloruros Cl, mg/l
Acuatubulares 0-280 3500 100 300 2000
280-430 3000 75 250 1500
430-570 2500 50 250 1000
570-710 2000 40 100 800
710-850 1500 30 60 650
850-1000 1250 25 40 500
1000-1420 1000 15 20 350
Pirotubulares 0-220 7000 100 300 3000
220-350 4500 75 300 2000
(a) Salinidad Total.
Formulario de entrada de la información.

Ingeniería Energética General
Formulario registro de los datos
Pérdidas de calor en calderas por extracción o purgas de agua.
Datos Valores
Registros correspondientes al combustible que se quema.
Tipo de combustible
Poder Calórico Neto, (a)
Cantidad de combustible que se quema por hora (b)
Cantidad de agua purgada por hora (c)
Temperatura del agua de caldera, ºF
Entalpía del agua líquida, Btu/lb (d)
Rectificar los datos
(a) Para los combustibles sól. y liq. se reportará en Btu/lb. Para los combustibles gaseosos en Btu/pie3N de gas
(b) Para los combustibles sól. y liq. se reportará en lb/h. Para los combustibles gaseosos en pie3N/h
(c) Para los combustibles sól. y liq. y gaseoso se reportará en lb/h.
(a) y (d) Si necesita determinar el Poder Calórico Neto del combustible o la entalpía del agua saturada dentro del domo de la caldera, siga los vínculos habilitados antes
Panel de comprobación de los registros anteriores.
------Validando el registro del estado físico de los combustible------
1.2 Valor seleccionado OK
2 Combustible seleccionado OK =
------Validando el Poder Calórico neto del combustible------
3.3 Poder Calórico del combustible OK
--Validando la cantidad horaria a quemarse del combustible--
4.3 Cantidad de combustible = OK
--Validando la cantidad horaria de la purga continua--
5.3 Purga continua OK = OK
--Validando la temperatura del agua dentro de la caldera--
6.3 Temperatura agua de la extracción = OK
--Validando la entalpía del agua dentro de la caldera--
7.3 Entalpia de agua = OK
Panel que muestra los registros de entrada y el resultado del procesador

Ingeniería Energética General - Panel de resultados
Pérdidas por purgas en Calderas
Datos Valores
Registros .
Tipo de combustible
Poder Calórico Neto, (a)
Cantidad de combustible que se quema por hora (b)
Cantidad de agua purgada, lb
Cantidad de agua purgada por lb comb, lb
Temperatura del agua de caldera, ºF
Entalpía del agua líquida, Btu/lb (c)
(a) Para los combustibles sól. y liq. se reportará en Btu/lb. Para los combustibles gaseosos en Btu/pie3N
(b)Para los combustibles sól. y liq. se reportará en lb/h. Para los combustibles gaseosos en pie3N/pie3N
Resultados
El calor perdido por purgas por unidad del combustible es = 0.00, Btu /udad de combustible
El calor perdido por purgas en una hora = 0.00 Btu/h
El porciento respecto al calor que entra =

Si se quiere saber más sobre la aplicación de los Calculadores Energéticos o sobre qué es y cómo funciona el Sistema de Eficiencia Vapor de Agua, siga el link que se facilita y vaya a esta biblioteca informativa.
Rene R_D Sobre el Autor: René Francisco Ruano Domínguez tiene más de 40 años de experiencia realizando trabajos de ingeniería y reparaciones en sistemas y equipos energéticos, tanto en los que utilizan energía fósil como fuentes renovables. Se inició como Operador de Planta, posteriormente Tecnólogo y más tarde, Gerente Técnico en Plantas de Conversión y Refinación de Fuel Oil y Nafta. Ha sido Fundador y Gerente Técnico de Equipos de Ingeniería Energética, dirigidos al Proyecto, al Montaje y a los Servicios Técnicos en los Sistemas de Calor y Frío, abarcando la generación, distribución , uso y control del vapor y el agua caliente. En los Sistemas de Frío, en equipos de bajas temperaturas (refrigeración y producción de hielo), medianas temperaturas (conservación) y altas temperaturas (Aire Acondicionado), tanto en industrias como en comercios. Desde hace 10 años, se dedica a la programación de Calculadores, Instructivos y Artículos Técnicos, con el fin de expresar experiencias simplificándo la información de alto valor agregado, programando materiales online que transmiten y miden la eficiencia y los niveles de contaminación por el uso de la energía, en equipos y sistemas energéticos. Aspira que todos los interesados puedan acceder, informarse y actuar para bien de nuestro Planeta y de sus economías
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